一種鑄造曲軸的方法
2023-05-28 20:27:21
專利名稱：一種鑄造曲軸的方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄造工藝，特點適用於鑄造曲軸。
曲軸由軸頸和軸柄臂組成，二者之間有偏心，軸頸與軸頸之間又不在一個軸線上，而且軸頸與軸柄臂之間的空間又不規則，給製造曲軸帶來極大的困難。通常採用鑄造和鍛造工藝。由於形狀不規則易產生鑄造缺陷，尤其是鑄鋼更為困難；小型曲軸可採用模鍛件，而中大型件往往採用自由鍛造，因形狀複雜，難以保證鍛造流線，必須留有很大的加工系量。自從電渣應用工業生產以來，由於電渣冶煉的質量較感應爐等冶煉的更為優越，於是前蘇聯70年代開始研製電渣曲軸，其工藝是採用分部成形，然後組合工藝。我國自80年代開始用一步法工藝生產曲軸，前者主要是大型曲軸，後者為中小曲軸。一步法電渣熔鑄工藝和設備，申請日為850401；一步成型曲軸毛坯的電渣熔鑄設備的實用新型專利號為86210861。本發明的背景材料為專利86210861。一步成形工藝存在三個問題，所以至今很難進行推廣。
1、在電渣熔鑄過程中，自耗電極直逕取決於軸頸的大小，而軸頸與軸柄臂之間的面積相差很大，這樣以最小的軸頸來確定的自耗電極直徑，在熔煉軸柄臂時，顯得過小，生產效率低，一般不超過1Kg/分，不宜規模生產；2、電渣冶煉過程中，電路連接有兩種方法，其1底水箱與結晶器絕緣，結晶器與電極構成迴路；其2底水箱與結晶器絕緣，底水箱與電極構成迴路。當滑塊動作構成軸頸空腔時，是在強電流的情況下操作，液位不到位，生產毛坯尺寸不夠，而報廢；如果液位稍高於滑動模塊，將會產生斷路，導致工藝失敗。除此而外，當電極不及時抬起，有可能產生爆炸，存在嚴重的不安全因素；3、電渣冶煉過程中，有強磁場產生，液面起伏很大，採用各種手段進行測量時，很難測準，為此也存在不安全因素，因操作不當，而產生大量廢品。
基於上述缺點，本發明提供一種操作簡單，安全可靠，生產效率高，性能優異的鑄造曲軸的方法。
本發明採用中間包處理、控制純淨鋼水，通過長水口澆入帶有保護渣的結晶器中，形成與電渣相同的自下而上的結晶組織本發明生產工序為鋼水、結晶器及保護渣準備——鋼水經中間包淨化處理——澆注成型——補渣和加熱——成品，具體工序分述如下(1)鋼水、結晶器及保護渣準備鋼水按要求成分準備，保護渣用化渣爐化好，中間包的保護渣與結晶器的保護渣採用相同成分，保護渣的粘度要低，流動性要好，其熔點比鋼水熔點低200℃～250℃，結晶器由模體和滑動模塊組成，模體在垂直於中軸線方向180°對開並有孔口，滑動模塊安裝於孔口內並可在孔口內作往復運動，模體可分若干組，採用搭積木方式組成，結晶器採用水冷，為了操作上方便，每組不宜過高，(2)鋼水經中間包淨化處理中間包有感應加熱措施，有長水口及控制長水口流量的塞杆，先把準備好的保護渣加入中間包，再把準備好的鋼水倒入中間包，進行鋼水提純，以備澆注用，(3)澆注成型把化渣爐化好的渣先澆入結晶器，再把經過中間包處理後的鋼液通過長水口澆入結晶器中，開始正常澆注曲軸，採用電磁法、接觸法、光電法等進行液位監測，可準確測定液位高度，曲軸是自下而上進行澆注，當澆注完曲柄臂開始澆注軸頸時，兩個滑動模塊沿著鋼液面，連同渣向內擠壓成軸頸空間，接著進行澆注曲頸，再進行澆注曲柄臂，這樣，連續不斷地交替澆注曲柄臂和曲頸，直至完成整個曲軸的澆注，在澆注過程中，適時注意安裝下一組結晶器；(4)補渣和加熱在澆注過程中自始至終，利用氧乙炔火焰噴塗法，用噴槍進行補加熱量和補渣，燃燒氣體為氧乙炔，其中氧∶乙炔(重量％按1∶1～1∶1.2配比，渣料的顆粒度為150～200目，噴槍採用上海焊接器材廠生產的SPH型噴槍，分小、中、大型三種，將噴嘴改成發散型，以利溫度均勻發散，噴射距離以渣不噴濺為宜，噴射流量、渣量經計算確定，(5)成品按用戶要求澆注成各種曲軸與現有技術相比，本發明優點在於1、鋼水經中間包處理後，經長水口進行澆注，溫度可提，合金成分可挖；2、鋼液澆注到結晶器中，受到渣的保護，且有一定的冶金反應，可獲得自上而下的與電渣相同的組織；3、液面高度測定，不受任何條件幹擾，測量極為準確；4、用火焰噴射法，進行補加熱量，同時燃燒氣體又是渣料的載體，操作極為方便；5、根據冷卻條件控制澆注量，比背景工藝可提高5倍以上，有工程應用價值；6、無電弧和結晶器(或鑄件)帶電操作，生產絕對安全；7、當冶煉球鐵時，球化處理可在中間包進行，球化果好，可直接澆入結晶器中，不用加渣或加氬氣保護。
附圖
圖1為本發明所用的結晶器的結構示意圖。圖1中1為結晶器模體，2為滑動模塊，3為滑動模塊對擠形成的軸頸空腔，4為曲柄臂空腔。結晶器採用水冷，當滑動模塊運動到虛線位置構成軸頸空腔，結晶器可分為若干組，如圖1所示，點劃線以上是一組結晶器，點劃線以下又是一組結晶器，採用搭積木方式組成。
實施例採用本發明方法生產了4種材質的曲軸，4種材質曲軸的牌號，生產中所採用結晶器方式，保護渣的成分，補渣量及方式，曲軸的組織檢測結果，一併列於表1。
表權利要求
1.一種鑄造曲軸的方法，其特徵在於工序包括鋼水、結晶器及保護渣準備——鋼水經中間包淨化處理——澆注成型——補渣和加熱——成品，具體工序分述如下(1)鋼水、結晶器及保護渣準備鋼水按要求的成分準備，中間包的保護渣和結晶器的保護渣採用相同成分，保護渣粘度要低，流動性要好，其熔點比鋼水熔點低200℃～250℃，用化渣爐化渣；結晶器由模體和滑動模塊組成，模體在垂直於中軸線方向180°對開並開有孔口，滑動模塊安裝於孔口內並可在孔口內作往復運動，模體可分若干組，採用搭積木方式組成，結晶器採用水冷；(2)鋼水經中間包淨化處理中間包有感應加熱措施，有長水口及控制長水口流量的塞杆，先把準備好的保護渣加入中間包，再把準備好的鋼水倒入中間包，進行鋼水提純，以備澆注用；(3)澆注成型把化渣爐化好的渣先澆入結晶器，再把經過中間包處理後的鋼液通過長水口澆入結晶器中，開始正常澆注曲軸，曲軸是自下而上進行澆注，當澆注完曲柄臂開始澆注軸頸時，兩個滑動模塊沿著鋼液面，連同渣向內擠壓成軸頸空間，接著進行澆注曲頸，再進行澆注曲柄臂，這樣，連續不斷地交替澆注曲柄臂和曲頸，直至完成整個曲軸的澆注；(4)補渣和加熱在澆注過程中自始至終，利用氧乙炔火焰噴塗法，用噴槍進行補加熱量和補渣，燃燒氣體為氧乙炔，其中氧∶乙炔(重量％)按1∶1～1∶1.2配比，渣料的顆粒度為150～200目；(5)成品按用戶要求澆注成各種曲軸
全文摘要
一種鑄造曲軸的方法，特點是它的工序包括鋼水、結晶器及保護渣準備——鋼水經中間包淨化處理——澆注成型——補渣和加熱——成品，本發明具有的優點是，鋼水經中間包處理後，經長水口進行澆注，溫度可控，合金成分可控，鋼液澆注到結晶器，受到渣的保護，具有一定的冶金反應，可獲得自上而下的與電渣相同的組織，另外，安全可靠，生產效率高，本發明方法透用於鑄造各種形狀的曲軸。
文檔編號B22D1/00GK1161258SQ97100150
公開日1997年10月8日 申請日期1997年1月10日 優先權日1997年1月10日
發明者楊國明 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院